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影响飞行安全的因素

关于影响飞机飞行安全因素的研究摘要关键词:车灯设计;线光源;光强度;优化模型;追迹法注:摘要内容不超过一页。

主要包括用什么方法,解决了什么问题,主要结果是什么,有什么特色。

在完成基本问题的基础上,还做了哪些有意义的工作等。

摘要中不要出现公式和表格。

篇幅A4纸大半页,不超过1页。

关键词是能够反映全文问题、内容、方法和特色的最关键的词语,个数3-8个。

1.飞行安全的背景飞机在飞行中除了受到所在领域的大气物理性质的影响,而且无时无刻不受气象条件的影响。

例如:飞机所在领域的密度、压强、声速等大气物理性质决定了飞机的升力大小;又如气候条件中云量的多少、云底的高低、厚薄、直接影响飞行视程和飞机的起降;飞机在空中飞行时,飞机积冰、颠簸或遭受雷击可能危及飞行安全,气温超过一定限度,将影响飞机的载量,恶劣的能见度直接影响飞机的起飞和着陆。

风会改变飞机的上升、下滑率和滑跑距离,冰雹会打坏飞机和其他地面设施等。

2.基本假设1、本文中涉及的数据均以波音747-400为准;2、假设波音747-400机翼的平均宽度为8.75m;3、假设飞机飞行的平均速度为典型巡航与最高巡航的算术平均值;4、假设忽略机身产生的升力;3.飞行安全因素的探究3.1参数的求解及数据的预处理飞机在空中平稳飞行时,飞机的重力和飞机机翼产生的升力相等。

在假设2中机翼翼宽平均为8.75m,机翼翼展为64.4m。

升力系数对同一机型来说,升力系数是一定值。

因此在计算该机型升力系数时,选取飞机在1000m内的相关参数,升力按最大起飞重量计算。

波音747-400部分参数【1】如下表1,国际标准大气【2】如下表2:大气温度/K3.1.1升力系数的求解查阅资料【3】得到飞机升力系数的计算公式:式中,:表示升力系数;:表示升力(升力垂直于气流速度方向,向上为正);:表示动压;表示空气密度,表示气流相对于物体的流速;:表示参考面积(飞机一般选取机翼面积为参考面积)。

代入数据(???)计算得到升力系数为: I0.9855。

由文献3中的可得到如下升力曲线图:图表 1飞机升力曲线图3.1.2升力的求解在研究飞机在大气中飞行,受到大气的影响时,想研究整体物理性质对飞机产生升力的影响,在逐步研究每一大气物理特性对飞机的影响。

根据表2中数据和求出的升力系数,代入升力公式中:Y 1ρC 2其中,是升力系数;机翼的面积(同一架飞机而言恒定不变)。

V是飞机的飞行速度;是大气密度。

得到飞机在不同高度下的升力如下表:3.2大气物理性质整体的研究运用统计学软件SPSS对上表数据进行回归分析,以便研究高度、温度、压强、音速对飞机产生升力的影响。

在这里不考虑物理因素对升力的交互效应,仅考虑单因素对升力的影响。

对数据进行统计得到如下结果:表格4回归系数表模型非标准化系数 标准系数 tSig.B标准 误差试用版1(常量) -6707993.595 3185279.096 -2.106.045-18.463 19.265 -.020 -.958.347 25577.208 1575.149 .887 16.238 .000 1314478.830 1627536.333 .057 .808 .02724224.383 12044.862 .040 2.011 .055F 统计量等于31736.242,概率P 值0.000小于显著性水平0.05,所以该模型是有统计学意义的,即海拔高度h 、压强p 、密度q 、音速v 之间的线性关系是显著的。

从回归系数表中可以看出,压强的P 值小于0.05,说明压强与飞机升力显著性相关,也就是说大气的压强决定升力的大小。

但从升力公式可以看出,升力与压强并无直接关系,只是因为 RT ,密度和温度有直接影响到压强。

在回归系数表中对各个变量进行的t 值检验,均可说明这个问题。

至于海拔的高度h 的p 值检验大于显著性水平0.05,说明海拔并不是决定升力的最主要因素。

从表格6中可以看到,回归方程拟合出的方程:Y a +b ∗ +c ∗ +d ∗ +e ∗ (a 、b 、c 、d 、e 均为表格4中回归系数的第一栏所对应的值),其拟合度已经较高,能够解释绝大部分信息。

从结果上分析,升力会随海拔的升高而逐渐降低,密度、压强、音速均会对升力造成影响。

但从关于航空发动机高空台试验【4】的文献中发现,当飞机一旦超过某一高度时,进入发动机燃烧室的气体流量已经不能够为飞机提供所需要的速度,此时只能改变飞机自身来提供足够的升力,因此研究某一高度之下的领域。

3.3大气每一个物理性质对飞行安全的影响表格6模型汇总 模型 R R 方 调整 R 方 标准 估计的误差 1 0.920a 0.860 0.890 128142.36193高度表和空速表是飞机飞行中两个非常重要的仪表, 保持正确的飞行高度和速度对充分利用飞行高度层, 确保飞行安全有着重要的意义。

多起飞行事故就是由于高度和速度的保持不当造成的。

由于我国地域广阔, 南北跨度大, 冬季强冷空气过境常造成很大的温度和气压差, 而飞机在航线上保持高度和速度的气压高度表和速度表都是以标准大气为基准的, 这样就会造成飞行中高度表和速度表指示度出现误差。

安全高度是指在看不见地面的情况下, 保证飞机不至与地面障碍物相撞的最低飞行高度。

3.3.1气压变化引起的高度表指示度的误差【4】气压式高度表本身有仪表误差() 。

这种误差可采用人工修正。

因此可以不考虑, 而看作 0。

为保证飞行安全, 对我国境内的固定航线和非固定航线, 规定了飞机按配备的高度层飞行。

这种分高度层次的原则是飞机沿着等压面飞行。

遵循这一原则, 就可以避免飞机空中相撞, 这种高度层高度是标准修正表高() 。

如果航线上海平面气压分布不均匀, 就会造成气压高度误差。

3.3.2气温变化引起航线飞行中高度表指示的误差【4】气温误差是由于实际气温与标准大气气温不一致而产生的误差。

当实际平均温度T高于标准条件下的平均温度T时, 高度表产生少指误差, 指示的高度小于实际高度。

反之, 高度表产生多指误差。

如果飞行员、管制员不注意这点,将会造成飞行事故。

3.3.3气温对飞机空速表指示度的影响【4】在高度为、密度为的非扰动气流中, 以空速V 飞行时, 动压为2。

通常空速表是按海平面标准密度( ) 分划仪表刻度的。

如果在飞行高度上不等于,仪表示度与空速不一致。

要确定空速就须进行实际空气密度与标准大气密度偏差的订正。

由于空气密度随高度递减, 故随着飞行高度的增加, 表速必然越来越小于空速。

若按表速飞行而不加以修正, 飞机位置就会发生偏差。

(1) 气温或气压的变化会使飞机的高度表和速度表出现误差, 现行民航航线飞行安全高度的规定没有将这种误差考虑进去。

对低速、升限小、低高度飞行的飞机要特别注意气温和气压变化带来的高度误差, 在实际飞行中建议利用表2 提供的数据进行修正。

(2) 在起降及航线飞行中要注意气温造成的空速表指示度的误差, 尤其在起降过程中注意油门的使用, 在低温条件下, 应适当加大油门, 高温条件下, 应适当减小油门。

3.3.4气压、气温、大气密度对飞行的影响气温越高,气压越低,空气密度越小,机翼产生的升力越小,起飞滑跑的距离越长。

例如,空气密度减小10%,滑跑距离要延长20%,如某种喷气式飞机在零度时起飞滑跑1500米,在气温30度时要滑跑2000米。

气温越高,载重量越少,消耗同样的燃料飞行的距离越远。

同时,飞机安全着陆和高空飞行离不开场压和标准大气压。

3.4各种气象对飞行安全的影响3.4.1风对飞行的影响风影响飞机起飞和着陆的滑跑距离和时间。

一般飞机都逆风起降,因为逆风能获得较大的升力和阻力,缩短滑跑距离;因而增大飞机运动开始时的稳定性和操纵性。

着陆时逆风便于修改航向,对准跑道,减少对地的冲击力。

侧风不能过大,否则无法起降。

航线飞行,逆风飞行可增加载重量,但要消耗较多的燃料;顺风飞行需减少载重量,但可节省燃料,并能增大航程和速度,减少时间。

易造成飞行事故的是风切变,因为由风切变造成的动力湍流,有许许多多大小不一的涡旋,风切变越大,湍流越强。

在低谷由强风切变形成的湍流,对飞机除了造成颠簸外,还严重影响飞机起降安全,据统计占航空事故的20%左右。

3.4.2云对飞行的影响云是在飞行中经常碰到的常会给飞行活动带来影响的一种气象条件。

主要是云底很低的云影响飞机起飞和降落;云中的过冷水滴使飞机积冰;云中湍流造成飞机颠簸,云中明暗不均容易使飞行员产生错觉,云中的雷电会损坏飞机等。

各种云中对飞行影响最大是低碎云。

因低碎云云高很低,移动速度较快,影响目视,故使飞机在下降着陆时因高度偏差而着陆困难,容易偏离跑道,甚至发生事故。

1986年1月29日美国一架CD——3飞机,在某机场下降高度准备着陆时,因低碎云影响视程,看不见跑道,在落地没有成功、复飞时撞在高地上。

低碎云出现时,云高常常小于300米,有的仅几十米,而且云量多,形成极为迅速,云下能见度也很差,对飞机降落造成严重威胁。

如我国沿海的机场,在春末夏初低碎云中的平流低云,常会给飞机带来很大影响,如不及时掌握,可能造成飞机起降困难,威胁飞机安全。

3.4.3湍流对飞行的影响最危险的湍流是风切变,风切变是风的速度和方向的突然改变,它可以发生在任何高度,而且有时速度极大,甚至可以损害飞机的结构,特别是在起飞或着陆时,风切变可以使飞机的空速和高度迅速变化,造成严重事故。

风切变的成因是因为冷暖空气层的倒置,即上部的空气比干部的空气暖,造成了气流的不规则运动。

目前对于风切变还没有很好的预报的方法,在一些大机场装备了能探测风切变的雷达,这样可以防止在跑道上空风切变造成的飞机事故。

相关资讯请参考风切变。

和风切变同样危险的另一种湍流是晴空湍流,它出现在晴朗的天空,在低空,这种湍流一般造成的颠簸不大,在高空往往强度很大,造成很大危险,晴空湍流出现的机会不多,因为无水气,是无法让肉眼或气象雷达看的出来的,因而造成的危害很大,此外,飞机后面的尾流,也是一种湍流。

它是由飞机翼尖向内向下旋转的涡流,大飞机的尾流可能延伸3000米左右,因而在大飞机后面飞行的小飞机会因此而受到剧烈颠簸,飞机难以控制。

在飞行中,特别是在起飞或着陆时,因保持一定的飞行间距。

国外航空公司已发生类似情况引起的空难事故。

3.4.4结冰对飞行的影响飞机在含有过冷却水滴的云或雨中飞行时,如果飞机机体的表面温度低于零度,过冷却水滴撞在机体上就会立即冻结累积起来,这种现象叫飞机结冰。

在飞行中一旦发生结冰,飞机的空气动力性能就变差;流线型也受到破坏,使正面阻力增大,升力和推力减少,且结冰使翼状变形破坏气流的平滑性,爬高速度、升降和最大飞行速度降低,飞行阻力增大燃料消耗增加,并使导航仪和无线电通讯设备失灵,严重危及飞行安全。

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